Архитектуры с фиксированным набором устройств

Компьютерами с сосредоточенной обработкой называются такие вычислительные системы, у которых одно или несколько обрабатывающих устройств (процессоров) расположены компактно и используют для обмена информацией внутренние шины передачи данных. Компьютеры 1-го и 2-го поколения имелиархитектуру закрытого типа с ограниченным набором внешнего оборудования. Компьютер, выполненный по этой архитектуре, не имел возможности подключения дополнительных устройств, не предусмотренных разработчиком.

Укрупненная схема такой компьютерной архитектуры приведена на рис. 1. Оперативная память хранит команды и данные исполняемых программ. АЛУ обеспечивает не только числовую обработку, но и участвует в процессе ввода-вывода информации, осуществляя ее занесение в оперативную память. Канал ввода / вывода представляет собой специализированное устройство, работающее по командам, подаваемым устройством управления. Канал допускает подключение определенного числа внешних устройств. Устройство управления обеспечивает выполнение команд программы и управляет всеми узлами системы.

Компьютеры такой архитектуры эффективны при решении чисто вычислительных задач. Они плохо приспособлены для реализации компьютерных технологий, требующих подключения дополнительных внешних устройств и высокой скорости обмена с ними информацией.

Компьютер - электронная цифровая машина, являющаяся универсальным средством управления, автоматизации, обработки данных, которыми могут быть не только числа, но и всевозможные тексты, сигналы, изображения, представленные в цифровой форме. Компьютеры могут быть классифицированы по разным признакам, например по габаритам, по областям применения, по быстродействию, по функциям, по этапам создания и еще по многим другим параметрам.

Общепринятой считается классификация по обобщенному параметру, где в разной степени учтено несколько характерных признаков:

· назначение и роль компьютеров в системе обработки информации;

· условия взаимодействия человека и компьютера;

· габариты компьютера;

· ресурсные возможности компьютера.

При характеристике каждого класса необходимо делать сравнение отдельных моделей по таким основным техническим параметрам, как быстродействие(производительность) и объемы оперативной памяти. Быстродействие - число коротких операций, выполняемых компьютером за одну секунду. Оценка быстродействия (производительности) всегда приблизительна, особенно если учесть, что теперь широко используются многопроцессорные компьютеры. Объем (емкость) оперативной памяти - количество хранимой в ней информации. Оперативная память названа оперативной потому, что она работает очень быстро (оперативно), в отличие от долговременной памяти жесткого диска, дискет, компакт-дисков и других магнитных носителей информации.

Помимо указанных характеристик, возможности компьютера характеризуются рядом параметров:

· разрядность и формы представления чисел;

· емкость внешней памяти;

· характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;

· пропускная способность устройств связи узлов ЭВМ между собой;

· способность ЭВМ одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять одновременно несколько программ;

· типы операционных систем, используемых в машине;

· программная совместимость с другими типами ЭВМ, т.е. способность выполнять программы, написанные для других типов ЭВМ;

· возможность подключения к каналам связи и к вычислительной сети;

· надежность и пр.

Появление любого нового направления в вычислительной технике определяется требованиями компьютерного рынка. Поэтому у разработчиков компьютеров нет одной единственной цели. Большая универсальная вычислительная машина(мейнфрейм) или суперкомпьютер стоят дорог, т.к. для достижения поставленных целей при проектировании высокопроизводительных конструкций приходится игнорировать стоимостные характеристики. Другим крайним примером может служить низкостоимостная конструкция, где производительность принесена в жертву для достижения низкой стоимости. К этому направлению относятся персональные компьютеры различных клонов IBM PC. Между этими двумя крайними направлениями находятся конструкции, основанные на отношении стоимость/производительность, в которых разработчики находят баланс между стоимостными параметрами и производительностью. Типичными примерами такого рода компьютеров являются миникомпьютеры и рабочие станции.

18.